Virusas gali pasiglemžti atmintį, jėgas ir gyvenimo kokybę, o klinikinę COVID-19 infekcijos eigą dažnai lydi encefalitas, išeminis insultas, epilepsijos priepuoliai, kitos neurologinės ligos. Ryškūs ir neurokognityviniai padariniai: pažintinės funkcijos, atminties ir miego sutrikimai, neurastenija (lėtinis nuovargis).
Valstybinio mokslinių tyrimų instituto (toliau – Instituto) Inovatyvios medicinos centro mokslininkas dr. Augustas Pivoriūnas atviras – COVID-19 infekcija atvėrė tokią Pandoros skrynią, kad mokslininkai darbo turės dar ilgus metus.
„Šiandien dar yra aibės nežinomųjų ir tyrimai šioje srityje tik prasideda. Per artimiausius metus sužinosime daug įdomių dalykų, kurie paveiks visą sveikatos apsaugos sistemą ir mūsų požiūrį į tai, kaip virusai veikia centrinę nervų sistemą", – pastebi dr. A. Pivoriūnas.
Kartu su grupe Instituto mokslo darbuotojų ir projekto partneriu – Vilniaus universiteto ligoninės Santaros klinikomis (vadovai – prof. S. Ročka ir prof. L. Jančiorienė) – dr. A. Pivoriūnas vykdo tyrimą, kuriuo siekiama nustatyti COVID-19 infekciją lydinčių kraujo smegenų barjero (KSB) pažeidimus ir įvertinti galimas sąsajas tarp KSB pažeidimo laipsnio ir COVID-19 pacientų neurologinės būklės bei kognityvinių sutrikimų sunkumo.
Kaip virusas įveikia kraujo smegenų barjerą
Smegenis nuo kraujo skiria specializuotas iš kraujagyslių endotelio ląstelių suformuotas barjeras, todėl įvairūs junginiai į jas gali patekti tik per specifinius transporto mechanizmus. Įprastai, sako mokslininkas, į smegenis patenka tik labai mažos molekulės, o baltymai ir kiti stambesni junginiai, taip pat – apie 90 proc. vaistų – nepatenka.
„Kraujo smegenų barjeras yra labai svarbus, kadangi padeda sukurti savitą mikroaplinką, kuri yra būtina normaliam galvos smegenų funkcionavimui. Pavyzdžiui, kraujo plazmos komponentai smegenų audinį veikia kaip toksinai. Taigi, KSB funkcija – sukurti specializuotą mikroaplinką, bei apsaugoti smegenis nuo žalingų junginių, taip pat ir virusų", – pasakoja dr. A. Pivoriūnas.
Mokslas, pasak jo, jau išsiaiškino, kad SARS-CoV-2 virusas gali veikti centrinės nervų sistemos ląsteles tiek tiesioginių, tiek netiesioginių mechanizmų pagalba.
Visų pirma, SARS-CoV-2 virusas yra neurotropiškas, kadangi gali jungtis prie specialaus enzimo receptoriaus ir tiesiogiai infekuoti visų tipų smegenų ląsteles. Nustatyta, kad virusas gali patekti į nervų sistemą ir intranazaliniu keliu – per nosies gleivinę. Tikslus mechanizmas, pasak dr. A. Pivoriūno, kol kas nėra žinomas, tačiau manoma, kad jis plinta per uodžiamąjį nervą ir taip patenka į galvos smegenis.
Antra, SARS-CoV-2 sukelto sisteminio uždegimo metu dažnai labai padidėja uždegimą skatinančių baltymų citokinų bei chemokinų kiekiai kraujyje (išsivysto vadinamosios „citokinų audros") – tai irgi pažeidžia KSB. Tokiu būdu atveriami vartai, per kuriuos į smegenis patenka toksiniai plazmos komponentai ir SARS-CoV-2 virusinės dalelės.
Kraujo smegenų barjerą kuria mėgintuvėlyje
Tyrimui vykdyti Instituto laboratorijoje naudojamos indukuotos pluripotentinės kamieninės ląstelės. Naudojant specialias kultivavimo sąlygas, šias ląsteles galima paversti bet kokio tipo specializuotomis organizmo ląstelėmis. Instituto mokslininkai šiuo atveju generuoja specializuotas smegenų kapiliarų endotelio ląsteles – jos yra svarbiausias KSB komponentas.
„Susiformavus pilnaverčiam barjerui, labai padidėja jo transendotelinė elektrinė varža. Būtent ji atspindi kraujo smegenų barjero funkciją ir realią situaciją. Džiaugiamės, kad laboratorijoje šį modelį esame puikiai įvaldę – pasiekėme gyvam organizmui artimas varžos reikšmes", – džiaugiasi dr. A. Pivoriūnas.
Tyrimas, pasak jo, vykdomas trimis kryptimis. Vertinama, kaip COVID-19 pacientų, sveikų savanorių arba jau persirgusių žmonių plazma veikia KSB transendotelinę varžą. Stebima, kaip keičiasi uždegimo baltymų – citokinų bei chemokinų – ekspresijos profiliai (raiška) kraujo plazmoje. Mokslininkų tikslas – atrasti galimą ryšį tarp šių baltymų pokyčių ir kraujo smegenų barjero pralaidumo.
Vykdant trečią tyrimų kryptį, renkama informacija apie pacientų neurokognityvinės funkcijos pokyčius. Infekcinių ligų skyriuje su COVID-19 infekcija hospitalizuotiems pacientams atliekamas mini-mental testas (trumpas protinės būklės tyrimas). Jis padeda įvertinti neurokognityvines funkcijas: kaip pasikeičia pacientų atmintis, suvokimas, orientacija. Įvertinus bendrą COVID-19 pacientų kognityvinę būklę, ieškoma sąsajų tarp COVID-19 infekciją lydinčių neurologinių/kognityvinių apraiškų sunkumo ir KSB pažeidimų.
„Projektas dar tik įpusėjo, bet jau dabar esame surinkę gana įdomių duomenų, kurie padės sėkmingai įgyvendinti tyrimą", – apibendrina dr. A. Pivoriūnas.
Mokslas – labai brangus užsiėmimas
Projektas 13.1.1-LMT-K-718-05-0005 „Kraujo smegenų barjero patologijos modeliavimas in vitro panaudojant COVID-19 pacientų kraujo plazmą: galima reikšmė diagnostikai ir prognozei" yra finansuojamas Europos regioninės plėtros fondo lėšomis pagal dotacijos sutartį su Lietuvos mokslo taryba (LMT).
Dėl finansavimo, pastebi dr. A. Pivoriūnas, kaskart tenka kovoti įnirtingoje konkurencinėje kovoje, nes ekspertai projektus vertina konkursiniu būdu.
„Džiaugiamės ir didžiuojamės, kad mums pavyko gauti finansavimą. Kaip ir daugelyje kitų sričių, moksliniams tyrimams skirtos priemonės sparčiai brangsta, todėl, norėdami didinti konkurencingumą tarptautinėje erdvėje, turime reikšmingai didinti mokslo finansavimą", – sako mokslininkas.
Finansinė LMT pagalba, pasak jo, užpildė dvi svarbias tyrimo išlaidų eilutes: padėjo vystyti KSB modelį bei įsigyti specializuotą įrangą. Ji labai pagerino tyrimų efektyvumą – dabartiniu metu paraleliai ir realiame laike galima matuoti kraujo smegenų barjero varžas net 24 mėginiuose.
Dr. A. Pivoriūnas sutinka, kad mokslas yra labai brangus užsiėmimas, tačiau jo vaisiai svarbūs mums visiems.
Finansuoja Europos socialinis fondas